JP2018503224A - 密封プラグコネクタ - Google Patents

Abstract

互いに適合した前部筐体部品（１００、２００）と、互いに適合した電気接点要素（１２０、２２０）を有する、互いに差し込み可能な２つのプラグ部品を備えるコネクタの場合において、共に差し込まれた状態で２つの前部筐体部品（１００、２００）が互いに面する領域（２２５）で重複し、特に、２つの筐体部品（１００、２００）が、一方の前部筐体部品（１００）に配置された封止リップ（１２５）と、環状回転封止面（２３５、２３５’）によって内側から囲まれ、環状回転カラー（２２５）によって外側から囲まれる、もう一方の前部筐体部品（２００）に配置された環状溝（２３０）とによって、２つのプラグ部品を差し込む結果としてプラグ接続を外向きに封止することが可能となっている。

Description

本発明は、請求項１の前文による、互いに差し込み可能な２つのプラグ部品を備えるコネクタに関する。

公知のように、適切な封止コネクタは、接点要素用の空洞部を有する接点筐体と、相手方接点要素用の対応する空洞部を有する相手方接点筐体とを備える。両方の接点筐体は、それらの中心長軸の方向において脱着可能に共に差し込まれる。差し込まれた状態において、２つの筐体は、互いに面する領域によって重複し、ここにおいて接点筐体が相手方接点筐体を受容する。相手方接点筐体に面する底壁において、接点筐体は、互いに対応するプラグ接点用の差込穴を有し、相手方接点筐体は、その内側に構築され底壁に面する前壁において差込穴を有する。重複領域において、環状空間が筐体間に形成され、ここに環状弾性シールが配置される。重複領域の反対側では、２つの筐体がケーブル経路を伴う。

ＥＰ ０ ０９１ ７７０ Ａ２は、２つの筐体部品を有するようなコネクタを開示し、シールが、径方向にもまた圧縮される軸シールであり、シールは、接点筐体上の肩面と相手方接点筐体上の電源側の仕切壁との間に配置される。プロセスにおいて、環状シールは、環状ソケットまたは筐体部品の一方の凹部において係合し、リング平面に直交する２つの筐体部品の差し込みにおいて、もう一方の筐体部品上で突出するカラーによって押圧または圧縮される。結果として、シールは、径方向に拡張されて、その外周面と、凹部の内周面に対向するその内周面と、一方の筐体部品の外周面を押圧する。そこに記載されたシールは、したがって、軸方向と径方向との両方に圧縮され、シールを共に軸方向に押圧することができるように、凹部の内周壁上に肩面が必要とされる。

電気コネクタは、ＤＥ ４１ ０６ ７１４ Ａ１から公知であり、ここにおいて、その中心長軸の方向において脱着可能に共に差し込み可能であり、互いに拘束可能な２つのプラグ部品が提供される。一方のプラグ部品は、筐体であり、接点要素用の空洞部と、空洞部から背面に延びるケーブル経路孔が配置されている。もう一方のプラグ部品は、ポット形受容筐体であり、相手方接点要素用の空洞部を有し、プラグ部品が共に差し込まれるときにその中に筐体が挿入され、差込穴が、筐体の前壁及び受容筐体の底壁に互いに対応する接点要素用に提供される。環状弾性シールが、筐体の周面と受容筐体の内周面との間において形成された環状空間に配置され、環状弾性シールは、筐体の肩面と電源側の仕切壁との間に位置決めされる。このコネクタの場合において、シールを構成する軸方向の仕切と、それを収容するシール空間とが、筐体上に配置され、このため、仕切の互いの隙間の寸法は、実質的に常に同じであり、したがってシールの幅に容易に適合可能である。筐体と受容筐体との間の封止は、受容筐体の内周面と筐体の外周面との間に径方向の余剰部を有するシールを着座することによって行われる。

さらに、封止コネクタ筐体がＤＥ １０ ２００７ ０２４ ４７５ Ａ１から公知であり、これは、接点要素用の空洞部を有する接点筐体と、相手方接点用の空洞部を有する相手方接点筐体とを備え、これらは、これらの中心長軸の方向において脱着可能に共に差し込み可能である。接点筐体と相手方接点筐体は、接点筐体が差し込まれた状態において、相手方接点筐体を収容するような互いに面する領域によって重複する。そこに記載されたコネクタ筐体は、付加的に重複領域の反対側に配置されたケーブル経路と共に、重複領域で２つの接点筐体間に配置された環状弾性シールを有する。シールは、受容接点筐体にしっかりと接続され、軸方向において、接点筐体のケーブル経路側壁内の凹部を満たす。シールはさらに、接点筐体のケーブル経路側壁の内側に成形された環状フランジの外側に配置され、相手方接点筐体に向かい合う径方向シールとして構築される。シールはさらに、周方向に延びる溝を有し、該溝によって形成されるシーリングバーを有する。

ＤＥ １０ ２００７ ０２４ ４７５ Ａ１に記載された相手方接点筐体が接点筐体に挿入される場合、その壁が接点筐体に構築された環状の隙間において係合し、プロセスにおいて、径方向にシールを圧縮する。望ましいプラグ位置において、相手方接点筐体の環状前面は、壁の環状内面に面する。この位置において、２つの筐体が共にパチンと嵌合され、互いに対応する端部嵌合要素がその外側に配置される。

発明のコネクタは、互いに適合した前部筐体部品と、互いに適合した電気接点部品とを有する、互いに差し込み可能な２つのプラグ部品を備え、２つの前部筐体部品は、共に差し込まれた状態において互いに面する領域で重複する。特に、２つの前部筐体部品は、一方の前部筐体部品に配置された封止リップと、環状回転封止面によって内側から、環状回転カラーによって外側から囲まれる、もう一方の前部筐体部品に配置された環状溝によって、２つのプラグ部品を共に差し込む結果としてプラグ接続を外向きに封止することが可能となる。前述の封止リップ、溝、及びカラーの組み合いによって、２つのこのようなプラグ部品を共に差し込むことから、特に飛散する水などに対する特に良好な外向きの封止が生じる。

独立請求項において明示された前述のコネクタの有利なさらなる発展及び改善は、従属請求項の主題である。

したがって、封止面の軸方向高さ、または長さと、カラーの軸方向高さとの間の比率ｈ_封止面／ｈ_カラーは、４／１から６／１の範囲にあることが可能である。結果として、一方で非常に良好な封止効果をもたらし、他方で、２つのプラグ部品が共に差し込まれるときと、また既存のプラグ接続が脱着されるときとの両方で比較的低い力の摩擦負荷がもたらされる。

前述の封止効果と同時に力の低負荷は、弾性変形可能なゴム状材料から一方の前部筐体部品（２００）、弾性変形しない剛体材料からもう一方の前部筐体部品（１００）を構築することによって相当に改善可能である。結果として、完全及び／または不完全接続をより簡単に確立及び再度脱着可能となり、封止効果は、より柔らかい材料の弾性によって既に非常に高い。

前述の封止効果と同時に力の低負荷は、溝の底に向かって径方向外側を指向する湾曲部を溝が有する場合に、２つのプラグ部品が共に差し込まれた後に封止リップが弾性予負荷を径方向外側に与えられることによってさらに改善可能である。変形または傾きが生成されることによって、結果として封止リップの領域において、より効果的な封止が起こる。プロセスにおいて、湾曲部は、好ましくは、カラーの高さｈ_カラーの範囲において生じ、この結果として特に有効な封止リップの弾性予負荷が生成し得る。

少なくとも１つのプラグ部品の電気接点要素がコネクタ本体に配置されるコネクタの場合において、コネクタ本体が、完全及び／または不完全あるいは摩擦係合接続が起こるようなコネクタ本体と前部筐体部品との結合の場合において、それぞれの前部筐体部品の対応する内輪郭と組み合うプラグ部品の長手方向において少なくとも部分的に外側に延びる外輪郭を有することがさらに可能となる。この輪郭の結果として、特に、このようなプラグ部品の製造が相当に簡素化される。

それぞれのケーブル側端部におけるプラグ部品が、各々、射出可能及び／またはモールド成形可能な封止材料のオーバーモールド成形及び／またはモールド成形によって構築される、前部筐体部品から分離する後部筐体部品を有することが可能となる。結果として、このようなプラグ部品の製造がさらに簡素化される。

本発明の例示的な実施形態が図において示され、続く説明においてより詳細に記載され、同一または機能的に同等の構成要素は、一致する参照番号と共に参照される。

図は、以下を示す。

本発明の適切なコネクタの第１のプラグ部品の等角図、具体的には上からの斜視図である。 本発明の適切なコネクタの第２のプラグ部品の等角図、具体的には正面からの斜視図である。 図１に示される第１のプラグ部品の等角分解図、具体的には、コネクタ用に提供される、対応するコネクタ筐体、対応するコネクタ本体、及びケーブルハーネスのアセンブリ前の状態である。 図３に示される第１のプラグ部品のアセンブリ後、ただし、ケーブル側における図１に示される筐体シールの取り付け前の等角図である。 図２に示される第２のプラグ部品の等角分解図、具体的には、コネクタ用に提供される、対応するコネクタ筐体、対応するコネクタ本体、及びケーブルハーネスのアセンブリ前の状態である。 アセンブリ直後（図６ａ）、及びケーブル側シールの生成後（図６ｂ）の図５に示される第２のプラグ部品の等角図である。 アセンブリ直後（図６ａ）、及びケーブル側シールの生成後（図６ｂ）の図５に示される第２のプラグ部品の等角図である。 図４ｂ及び図６ｂに示されるプラグ部品によるプラグ接続の生成を図示する。 図４ｂ及び図６ｂに示されるプラグ部品によるプラグ接続の生成を図示する。 図４ｂ及び図６ｂに示されるプラグ部品を有する、図７ｂによって生成されたプラグ接続の中心軸に沿った縦断面である。

図１に示される第１のプラグ部品は、前部筐体部品１００と、後部筐体部品１０５とを備える。２つの筐体部品１００、１０５は、その境目１１０において特に飛散する水から密封される。このような境目１１０の提供は、以下に、より詳細に記載されるであろう。前部筐体部品１００の内側に、第１のコネクタ本体１１５が配置され、ここにおいて、この例示的な実施形態は、４つの相手方接点要素１２０を有する。相手方接点要素１２０は、４線電気プラグ接続を確立することができるように、後述する第２プラグ部品の接点要素、例えば、接触ピンと組み合う。

コネクタ本体１１５または相手方接点要素１２０は、好ましくは、従来型コネクタに対応する。第１のプラグ部品は、したがって、いわゆる雌コネクタとしての機能に対応する。

コネクタ本体１１５を縁取る前部筐体部品１００は、比較的柔らかい材料、またはゴム状材料からなり、前述の第２のプラグ部品と、前述のコネクタ本体１１５との両方に対する封止要素を形成する。前部筐体部品１００は、前述の目的のために、以下に詳細に記載される内輪郭を有し、これがコネクタ本体１１５の外側に配置された輪郭における位置に係合またはパチンと嵌合され、結果として、機械的安定がもたらされ、コネクタ本体１１５と前部筐体部品１００との間において少なくとも防水接続が確立される。前部筐体部品１００は、相手方接点要素１２０にアクセス可能な側部において、本図に見える封止リップ１２５を有し、この作用の正確な形態が、以下において、より丁寧に説明されるであろう。

第１のプラグ部品のケーブル側端部に配置された後部筐体部品１０５は、この例示的な実施形態において、モールド成形可能及び／または射出可能な封止プラスチックあるいはゴムから、コネクタ本体１１５の対応するケーブル側部品のオーバーモールド成形によって形成される。このオーバーモールド成形は、特に、縁取りを行うことによって、コネクタ本体のこの部品と、図１において暗示されるのみの、相手方接点要素１２０に電力を供給するために供されるケーブルハーネス１３０とを、飛散する水から封止するために供される。

図１に示される第１のプラグ部品と組み合う図２に示される第２のプラグ部品は、同様にコネクタ側前部筐体部品２００と、ケーブル側後部筐体部品２０５とを備える。２つの筐体部品２００、２０５は、特に、飛散する水に対して封止するように、継ぎ目２１０において共に結合される。このような封止継ぎ目の提供は、以下において詳細に記載されるであろう。前部筐体部品２００において、さらにコネクタ本体２１５が配置され、これは、第２のプラグ部品の前部においてもまた飛散する水からの防護を付与するために、前部筐体部品２００にしっかりと着座して固定される。

この例示的な実施形態において、コネクタ本体２１５は、接点要素として、スプリング２２０と共に、またはスプリング２２０なしに固定される、それ自体は公知である４つの接触ピンを有し、したがって、その作用の形態において多極コネクタに対応する。第１のプラグ部品（図１）及び第２のプラグ部品（図２）の結合の場合において、接触ピン２２０は、対応する相手方接点要素１２０に係合し、これによって対応する電気接続が確立される。

図１及び２に示されるプラグ部品は、２つのこのようなプラグ部品を共に接続または差し込んだ後に、例えば、飛散する水からのプラグ接続の防護を提供するために、以下に記載する方法において組み合う。

図２に示されるプラグ部品は、封止カラー２２５と、溝２３０とを有し、第２のプラグ部品と第１のプラグ部品との結合において、カラー２２５は、図１に示される封止要素として働く第１のプラグ部品の前部筐体部品１００を引き込み、結果として、特に飛散する水からの密封防護を実現する。

第１のプラグ部品の第１の筐体部品と比べて、カラー２２５を形成する第２のプラグ部品の前部筐体部品は、比較的硬いまたは硬質のプラスチック、ゴム、金属等からなる。プロセスにおいて、封止効果は、前述のカラー２２５、溝２３０、及び封止面２３５によって生じ、具体的には、特に、前述の封止面２３５を形成する第２のプラグ部品の外側における、第１のプラグ部品の前部筐体部品の弾性による内側の締りばめと、弾性による第２のプラグ部品の溝２３０における第１のプラグ部品の封止リップ１２５の不完全嵌合とによって生じる。

封止面２３５の高さとカラー２２５の高さとの間の相対寸法または比率は、例えば、ｈ_封止面／ｈ_カラーに対し、５／１に及ぶ。

図２による第２のプラグ部品においてさらに、前部筐体部品２００に配置されたコネクタ開口部の両側に、凹部２４０が、第１のプラグ部品の対応する嵌合要素にパチンと嵌合するように配置され、これによって、弾性予負荷によって行われる２つのプラグ部品間の前述の脱着可能な接続が可能となる。

図３の補助と共に、図１に示される第１のプラグ部品の製造方法を記載する。個々の構成要素は、
１．封止リップ１２５を有する前部筐体部品１００、
２．４つの相手方接点要素３１５及び４つの対応する電気伝導体３２０を有するケーブルハーネス１３０、
３．前述の接触ピン３１５がアセンブリ後に係合し前述の相手方接点要素１２０を形成する４つの凹部１２０を有するコネクタ本体１１５、である。

コネクタ本体１１５の一方側において、この例示的な実施形態では、特に、アセンブリを製造する、または前部筐体部品１００の生産を容易化するために、例えば、位置を拘束することによってアセンブリ要素３００が配置される。この図において見られるコネクタ本体１１５の局所輪郭加工部３０５において、波形設計のこの例示的な実施形態では、ここに示されない前部筐体部品１００の実質的に鏡像反転された内側輪郭が係合またはパチンと嵌合して嵌まる。図では１つの拘束突出部３１０のみを見ることができる、コネクタ本体１１５に側面に配置された２つの突出部または拘束突出部は、第１のプラグ部品と第２のプラグ部品とを共に結合または差し込む場合において、第２のプラグ部品のそれぞれ前述の凹部２４０において係合する。

図４は、図３による第１のプラグ部品を示し、具体的には、図３に示される構成要素のアセンブリ後、ただし、図１に示される後部筐体部品１０５、または対応するケーブル側筐体シールの生成前である。図４は、封止リップ１２５を有する前部筐体部品１００が、図３に示されるコネクタ本体１１５と、対応する相手方接点要素１２０とを含むアセンブリ後の設計方法を図示する。また図１に示される後部筐体部品１０５または対応する筐体シールが、まだ配置されておらず、このためケーブルハーネス１３０、及び、特に４つの電気伝導体またはケーブル３２０が、まだ外向きに防護されていないことがわかる。

図５の補助と共に、図２に示される第２のプラグ部品の製造方法を記載する。個々の構成要素は、
１．封止カラー２２５と封止面２３５、２３５’とを有する前部筐体部品２００、
２．各場合において対５０５に結合される、接触ピン２２０の形の４つの接点要素及び４つの対応する電気伝導体５０７を有するケーブルハーネス５１０、
３．２つのプラグ部品を共に結合または差し込む場合において、例えば、図３に示される拘束突出部３１０が係合する、凹部２４０を形成する開口部５１５を有するコネクタ本体５００、である。

図６ａは、図５による第２のプラグ部品を示し、具体的には、図５に示される構成要素のアセンブリ後、ただし、図２に示される後部筐体部品２０５または対応するケーブル側筐体シールの生成前である。示される第２のプラグ部品の前部筐体部品２００は、この例示的な実施形態において、第１のプラグ部品の前部筐体部品１００と比べてより硬い材料で形成または製造される。この材料の実施形態の１つの利点は、第１及び第２のプラグ部品を共に特に良好な完全、及び特に不完全嵌合に差し込む場合において、結果として前述のプラグ接続の密封が形成される事実である。

この実施形態の場合において、２つの前部筐体部品１００、２００のうちの一方のみが比較的柔らかく設けられるので、両方のプラグ部品は、大きな力をかけることなく共に差し込むことができる。ただし、２つの前部筐体部品１００、２００は、比較的硬い、または比較的柔らかい同一材料から製造可能であることが明記されるべきであるが、これは、第１実施形態と比較して劣った封止を引き起こすか、または２つのプラグ部品が共に差し込まれるときに非常に大きな力を必要とする。

図６ａからさらに、カラー２２５と封止面２３５、２３５’とを有する前部筐体部品２００の設計方法がわかり、アセンブリ後、図５において等角で表されるコネクタ本体５００と、この図において前部筐体部品２００の外表面２３５’によって隠れる、つまり見えない対応する接点要素２２０と、を含んでいる。特に、ここで、図２において示される後部筐体部品２０５または対応する筐体シールがまだ取り付けられておらず、このためコネクタ本体５００の後部部品と、４つの電気伝導体５０７を有するケーブルハーネス５１０とが、まだ外向きに防護されていないことがわかる。

図６ｂは、図６ａによる完成された第２のプラグ部品の等角図を示し、例えば、前述の適切な材料によるオーバーモールド成形によって後部筐体部品２０５が既に製造されている。前部筐体部品２００と後部筐体部品２０５との間の接続２１０において、通常外側から見える前述の接続継ぎ目が確認可能である。

図７ａ及び７ｂの補助と共に、適切に、外向きに電気プラグ接続を封止することを提供するために、上記の完成した第１のプラグ部品と第２のプラグ部品とが共に差し込まれる方法が示される。そうすることにおいて、図７ａは、共に差し込む前の状況を示し、図７ｂは、プラグ接続を確立することを示す。図７ｂにおいて示されるプラグ接続の場合において、全ての境目が実質的に外向きに密封され、特に、飛散する水の浸透から防護されることが強調されるべきである。これらの境目は、それぞれの後部筐体部品間のぞれぞれのケーブルハーネス１３０、５１０に対する境目、それぞれの前部と、それぞれの後部筐体パーツとの間の継ぎ目１１０、２１０、及び２つのプラグ部品間のプラグ接点領域７００を含む。

図８は、図７ｂによって生成されたプラグ接続の中心軸線に沿って生じる縦断面を示し、具体的には、前述のプラグ接点領域７００におけるプラグ接続の両側のプラグ接続の切断面である。

図８において概略的に図示される断面は、コネクタの既に記載された要素または構成要素を示す。図の右側において、第１のプラグ部品の前部筐体部品１００、相手方接点要素１２０を有する第１のコネクタ本体１１５、及び第１のプラグ部品に配置された封止リップ１２５が示される。左側において、第２のプラグ部品の要素があり、具体的には、対応するコネクタ側前部筐体部品２００、ケーブル側後部筐体部品２０５、及び接続部の継ぎ目２１０または２つの筐体部品２００、２０５の間の境目である。さらに図８から、第２のプラグ部品の接触ピン２２０が、共に差し込まれた状態においてコネクタ本体１１５のそれぞれの凹部１２０、最終的に前述の相手方接点スリーブ３１５において係合する方法がわかる。

図８においてさらに、特に、前述のカラー２２５、溝２３０、及び封止面２３５、２３５’が示される。この図から、特に、カラー２２５によって形成された溝２３０のカラー縁部８００の高さにおける湾曲の仕方がわかる。この湾曲８００により、封止リップ１２５の領域の右に示される第１のプラグ部品の前部筐体部品１００が、やや径方向外側８０５に弾性変形される。封止リップ１２５の領域における、この追加の変形または傾きによって、より良好な封止が起こり、結果として溝２３０の径方向内側において環状溝２３０を囲む弾性予負荷封止ライン８１０が形成される。

図８はまた、前述のカラー２２５の高さｈ_カラー８１５、及び封止面２３５、２３５’の高さｈ_封止面８２０の定義方法を示す。

上記の４つの接点または相手方接点要素の配置は、例に過ぎず、本発明はまた、これより多い、または少ない接点要素を有するプラグコネクタにおいて同様に使用可能である。

Claims (7)

1. コネクタであって、互いに適合した前部筐体部品（１００、２００）と、互いに適合した電気接点要素（１２０、２２０）とを有する、互いに差し込み可能な２つのプラグ部品を備え、共に差し込まれた状態の前記２つの前部筐体部品（１００、２００）は、互いに面する領域（２２５）において重複し、前記２つの前部筐体部品（１００、２００）は、一方の前記前部筐体部品（１００）に配置された封止リップ（１２５）と、環状回転封止面（２３５、２３５’）によって内側から囲まれ、環状回転カラー（２２５）によって外側から囲まれた、もう一方の前記前部筐体部品（２００）に配置された環状溝（２３０）とによって、前記２つのプラグ部品を共に差し込む結果としてプラグ接続を外向きに封止し、前記一方の前部筐体部品（２００）は、実質的に非変形材料の剛体で形成され、前記もう一方の前部筐体部品（１００）は、弾性変形可能なゴム状材料で製造されることを特徴とするコネクタ。
2. 前記封止面（２３５、２３５’）の高さと前記カラー（２２５）の高さとの間の比率ｈ_封止面／ｈ_カラーは、４／１から６／１の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記溝（２３０）は、前記溝の底に向かって径方向外側を指向する湾曲部（８００）を有し、これによって、前記封止リップ（１２５）は、前記２つのプラグ部品が共に差し込まれた後に径方向外側に弾性予負荷が与えられることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ。
4. 前記湾曲部（８００）は、前記カラー（２２５）の前記高さｈ_カラーの範囲に配置されることを特徴とする請求項３に記載のコネクタ。
5. 少なくとも１つのプラグ部品の前記電気接点要素（１２０、２２０）は、コネクタ本体（１１５）に配置され、前記コネクタ本体（１１５）は、完全または摩擦係合が生じるような前記コネクタ本体１１５の結合及び前記前部筐体部品（１００、２００）の結合の場合において、それぞれの前部筐体部品（１００、２００）の対応する内輪郭と組み合う、前記プラグ部品の長手方向において少なくとも部分的に外側に延びる外輪郭（３０５）を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のコネクタ。
6. 前記プラグ部品は、それぞれのケーブル側端部において、各々、射出可能及び／またはモールド成形可能な封止材料のオーバーモールド成形ならびに／あるいはモールド成形によって形成される後部筐体部品（１０５、２０５）を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のコネクタ。
7. 前記後部筐体部品（１０５、２０５）は、弾性変形可能なゴム状材料で製造されることを特徴とする請求項６に記載のコネクタ。

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